AT517984B1

AT517984B1 - separation vessel

Info

Publication number: AT517984B1
Application number: ATA9529/2014A
Authority: AT
Original assignee: Exterran Water Solutions Ulc
Priority date: 2014-08-11
Filing date: 2014-08-11
Publication date: 2018-07-15
Also published as: AT517984A2; BR112017002677B1; RO132756A2; AT517984A5; BR112017002677A2; WO2016023095A1; RO132756B1; MX2017001928A

Abstract

Ein Trennbehälter (10) zum Trennen einer Verunreinigung von einem verunreinigten Fluid. Eine Reihe von nebeneinander angeordneten miteinander verbundenen Kammern (100) mit einer Reihe von Leitplatten stellen eine umlaufende Fluidströmung in jeder Kammer bereit, um die Strecke zu maximieren, die die Verunreinigungen zurücklegen, damit sie sich von dem Fluid trennen. Die miteinander verbundenen Kammern (100) können in einer End-zu-End-Beziehung oder in einer Seite-an-Seite-Anordnung nebeneinander angeordnet sein.A separation vessel (10) for separating an impurity from a contaminated fluid. A series of juxtaposed interconnected chambers (100) with a series of baffles provide circulating fluid flow in each chamber to maximize the distance the contaminants travel to separate from the fluid. The interconnected chambers (100) may be juxtaposed in an end-to-end relationship or in a side-by-side relationship.

Description

Beschreibungdescription

PHASENTRENNUNGSTANK GEBIET DER ERFINDUNGPHASE DETECTION TANK FIELD OF THE INVENTION

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Behälter/Tanks zum Trennen von Verunreinigungen oder unerwünschten Phasen von Fluiden wie etwa erzeugtem Wasser während Brunnenbohrarbeiten.The present invention relates to containers / tanks for separating contaminants or unwanted phases of fluids such as generated water during well drilling operations.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Sekundärphasentrennungsbehälter/-tanks werden verwendet, um unerwünschte Sekundärphasen oder Verunreinigungen wie Kohlenwasserstoffe von erzeugtem Wasser zu trennen, und funktionieren im Allgemeinen so, dass sie ein Aufsteigen der unerwünschten Phase(n) oder Verunreinigungen zu der Oberfläche des erzeugten Wassers ermöglichen oder erleichtern. Die unerwünschten Phasen oder Verunreinigungen können dann durch Abschöpfen der Oberfläche des erzeugten Wassers entfernt werden.Secondary phase separation vessels / tanks are used to separate unwanted secondary phases or contaminants, such as hydrocarbons, from generated water, and generally function to facilitate or facilitate an increase in the undesirable phase (s) or contaminants to the surface of the generated water , The undesirable phases or contaminants may then be removed by skimming the surface of the generated water.

[0003] Beispiele für Sekundärphasentrennungsbehälter/-tanks sind: [0004] - API-Separatoren, die schwerkraftbasierte Trenntechniken verwenden; [0005] - Vorrichtungen für induzierte Gasflotation (IGF), die injizierte Gasblasen verwenden, um bei der Trennung von Phasen und Verunreinigungen zu helfen; und [0006] - Vorrichtungen für induzierte statische Flotation (ISF), die ebenfalls Gasblasen verwenden, um bei der Trennung von Phasen und Verunreinigungen zu helfen.Examples of secondary phase separation vessels / tanks are: [0004] API separators using gravity-based separation techniques; Induced Gas Flotation Devices (IGF) that use injected gas bubbles to aid in separation of phases and contaminants; and [0006] Induced Static Flotation (ISF) devices which also use gas bubbles to aid in separation of phases and contaminants.

[0007] Eines der Probleme bei den beiden letztgenannten Typen von Sekundärphasentren-nungsbehältern/-tanks besteht darin, dass sie nicht genügend Zeit ermöglichen, nämlich Zeit für eine wirksame Verteilung der Gasblasen innerhalb des kontaminierten Fluids und Zeit, um zu ermöglichen, dass sich solche Gasblasen durch natürliche Agglomeration an Verunreinigungen oder unerwünschten Phasen anheften, um dann solche Verunreinigungen oder unerwünschte Phasen durch Flotation zur nachfolgenden Entfernung durch Abschöpfen an die Oberfläche zu führen oder zu bringen.One of the problems with the latter two types of secondary phase separation vessels is that they do not allow enough time, namely, time for effective distribution of the gas bubbles within the contaminated fluid and time to allow them to Attach gas bubbles to impurities or undesirable phases by natural agglomeration to then deliver or bring such impurities or unwanted phases to the surface by flotation for subsequent removal by skimming.

[0008] Insbesondere werden bei den beiden letztgenannten Typen von Sekundärphasentren-nungsbehältern/-tanks typischerweise Gasblasen über ein Rohr (als Einblasrohr und ein Einblasprozess bezeichnet) in die Mitte einer Kammer eingeleitet oder mechanisch mittels motorgetriebener Paddel erzeugt. Solche Verfahren zum Einleiten von Gasblasen in die Mitte der Kammer verringern die Wahrscheinlichkeit des Kontakts von Gasblasen mit Verunreinigungen, die sich vielleicht nicht in der Mitte der Kammer befinden.In particular, in the latter two types of secondary phase separation tanks, tanks are typically introduced into the center of a chamber via a pipe (called a sparger and an injection process) or generated mechanically by means of motorized paddles. Such methods of introducing gas bubbles into the center of the chamber reduce the likelihood of contact of gas bubbles with contaminants that may not be in the center of the chamber.

[0009] Darüber hinaus sind vorhandene Tanks des Standes der Technik typischerweise dazu ausgelegt, zu ermöglichen, dass die Verunreinigungen aufgrund unterschiedlicher spezifischer Dichte von beispielsweise Öl und Wasser an die Oberfläche des Tanks geschwemmt werden, und/oder eine Agglomeration von Gasblasen an Verunreinigungen zu ermöglichen, die bewirkt, dass solche Verunreinigungen an die Oberfläche des Tanks steigen. Beide Techniken ermöglichen dann ein Abschöpfen der Verunreinigungen von der Oberfläche des Tanks und eine daraus resultierende Reinigung der verbleibenden Flüssigkeiten (wobei die sauberste Flüssigkeit in einem unteren Bereich des Tanks/Behälters zurückbleibt). Jedoch transferieren beide Technologien ferner Fluid von dem unteren Bereich der Kammer (d. h. das sauberste Fluid in der Kammer, das sich in dem unteren Bereich der Kammer befindet), wenn ein solches Fluid zur Wiederholung des Prozesses und zur nachfolgenden Reinigung in eine weitere nachfolgende Kammer transferiert wird, und zwar in einem Prozess, der als "Unterbereich-zu-Unterbereich"-Strömung bezeichnet werden kann. Bei der Unterbereich-Strömung ist problematisch, dass dann, wenn ein solches Fluid in einen Unterbereich einer nachfolgenden Kammer transferiert wird (nämlich in einen Bereich, in dem in einer solchen nachfolgenden Kammer das saubersteIn addition, existing prior art tanks are typically designed to allow the impurities to be swept to the surface of the tank due to different specific gravity of, for example, oil and water, and / or to allow agglomeration of gas bubbles at contaminants which causes such impurities to rise to the surface of the tank. Both techniques then allow the impurities to be scavenged from the surface of the tank and resulting cleaning of the remaining liquids (leaving the cleanest liquid in a lower portion of the tank / container). However, both technologies also transfer fluid from the lower portion of the chamber (ie, the cleanest fluid in the chamber located in the lower portion of the chamber) as such fluid transfers to another subsequent chamber for repetition of the process and subsequent purification in a process that may be referred to as "subrange to subrange" flow. In the sub-region flow, it is problematic that when such a fluid is transferred to a sub-region of a subsequent chamber (namely to a region where the cleanest in such a subsequent chamber

Fluid sein sollte), ein "Kurzschluss" ermöglicht wird, der es zulässt, dass dieses Wasser von der nachfolgenden Kammer wieder in eine noch weitere nachfolgende Kammer gelangt (d. h. Un-terbereich-zu-Unterbereich-Strömung), und zwar ohne ausreichende Verweilzeit innerhalb jeder Kammer, um die Entfernung von Verunreinigungen daraus durch Gasflotationstrennung oder Trennung nach spezifischer Dichte zu ermöglichen.Fluid), allowing a "short circuit" that allows this water to pass from the subsequent chamber back into yet another subsequent chamber (ie, sub-range-to-subflow) without sufficient residence time within each chamber to allow removal of contaminants therefrom by gas floatation separation or specific gravity separation.

[0010] Ebenfalls problematisch bei solch einer "Unterbereich-zu-Unterbereich-Strömung" ist der sogenannte "Verdünnungs"-Effekt, und zwar dass beim Injizieren von gereinigtem Fluid (d. h. dem saubersten Fluid) aus einer ersten Kammer in eine zweite nachfolgende Behandlungskammer (wobei dieses sauberste Fluid aus dieser ersten Kammer effektiv das am stärksten kontaminierte Fluid in der zweiten Kammer ist) dieses Fluid in den unteren Bereich der zweiten Kammer injiziert wird, wo sich typischerweise das sauberste Fluid befindet. Dieser "Verdün-nungs"- Effekt beseitigt also zu einem gewissen Grad die bereits erreichte Phasentrennung und erhöht die erforderliche Verweilzeit, um eine weitere Trennung zu bewirken.Also problematic in such a "sub-region-to-sub-region flow" is the so-called "dilution" effect of injecting purified fluid (ie, the purest fluid) from a first chamber into a second subsequent treatment chamber (FIG. where this cleanest fluid from this first chamber is effectively the most heavily contaminated fluid in the second chamber) that fluid is injected into the lower portion of the second chamber, where typically the purest fluid is. This "dilution" effect thus to some extent eliminates the phase separation already achieved and increases the residence time required to effect further separation.

[0011] US 5766584 lehrt einen Tank mit einer Einlassleiste und stellt in Fig. 1 davon ein Abschöpfmittel 30 und Staumittel zum Abschöpfen und Sammeln von Verunreinigungen von der Oberfläche oder alternativ einfach nur ein Wehr zum Sammeln von Verunreinigungen von der Oberfläche bereit. Jedoch lehrt US 5766584 keine Vorrichtung und kein Verfahren, das leicht an eine sukzessive Behandlung über eine Reihe von Kammern hinweg angepasst werden kann, da diese Offenlegung lediglich einen Behandlungstank lehrt, bei dem sowohl das Einleiten als auch das Entfernen von Fluid auf der gleichen Seite des Tanks stattfindet, was bei einer Verwendung beim Herstellen einer kompakten nebeneinander angeordneten Reihe von Kammern für die sukzessive Behandlung von Fluiden problematisch ist.US 5766584 teaches a tank having an inlet rail and in Fig. 1 provides a skimming means 30 and stowage means for skimming and collecting contaminants from the surface or, alternatively, simply a weir for collecting contaminants from the surface. However, US 5766584 does not teach a device and method that can be easily adapted to successive treatment across a series of chambers, as this disclosure merely teaches a treatment tank in which both the introduction and removal of fluid are on the same side of the patient Tanks takes place, which is problematic when used in producing a compact juxtaposed series of chambers for the successive treatment of fluids.

[0012] Dementsprechend sind verbesserte Trennungsbehälter/-tanks erforderlich, die das Kurzschlussproblem und das damit verbundene "Verdünnungsproblem" vermeiden, die einen besseren Kontakt zwischen Verunreinigungen und Gasblasen in einem zu behandelnden Fluid ermöglichen und die eine kompakte Anordnung von Kammern für eine sukzessive Behandlung von Fluiden ermöglichen.Accordingly, improved separation vessels / tanks are needed which avoid the shorting problem and the associated "dilution problem" which allow better contact between contaminants and gas bubbles in a fluid to be treated and which provides a compact arrangement of chambers for successive treatment of Allow fluids.

[0013] Die DE 19647512 A1 betrifft eine mobile Klärvorrichtung mit einer zustromseitigen Abwasser-Zuleitung und einer abstromseitigen Klarwasser-Ableitung, in der Abwasser in mehreren Aufbereitungsstufen gereinigt wird.DE 19647512 A1 relates to a mobile clarifier with an inflow-side wastewater supply line and a downstream clear water discharge, is purified in the wastewater in several treatment stages.

[0014] Die DE 69113804 T2 offenbart eine Abwasseraufbereitungsanlage, bei der zunächst flüssige und feste Bestandteile des Abwassers durch Absetzung getrennt werden, die Biomasse im Abwasser anschließend durch Mikroorganismen, die auf Drehschützen abgestützt sind, die die Biomasse periodisch der Luft aussetzen, aufgeschlossen wird und schließlich das Abwasser einer zweiten Absetzung zur Abtrennung der verbleibenden Feststoffe unterzogen wird.DE 69113804 T2 discloses a wastewater treatment plant in which first liquid and solid components of the wastewater are separated by sedimentation, the biomass in the wastewater is then digested by microorganisms that are supported on rotary shooters that expose the biomass periodically to the air, and finally the wastewater is subjected to a second settling to separate the remaining solids.

[0015] Die US 4132652 A betrifft einen Strombrecher zur Verwendung in einem Öl-Wasser-Trennbehälter mit einem senkrechten festen Abschnitt und einem geneigten Schlitzabschnitt, der sich nach unten und innen in Strömungsrichtung von der unteren Kante des senkrechten festen Abschnitts aus erstreckt, wobei der Schlitzabschnitt mindestens drei Reihen von nach unten hin auseinander liegenden Schlitzen aufweist, die sich seitlich über den Schlitzabschnitt erstrecken, und wobei die oberste der Reihen einen Durchschnitt von 1/2 bis 2 Schlitzen pro seitlichem Meter aufweist und jede der unteren Reihen davon mindestens 25% mehr Schlitze aufweist.US 4132652 A relates to a baffle device for use in an oil-water separation vessel having a vertical fixed portion and a slanted slot portion extending downwardly and inwardly in the flow direction from the lower edge of the vertical fixed portion Slit portion has at least three rows of downwardly spaced slots which extend laterally across the slot portion, and wherein the uppermost of the rows has an average of 1/2 to 2 slots per side meter and each of the lower rows thereof at least 25% more Slits has.

[0016] Die US 4340487 A offenbart ein Verfahren zur Entfernung von Schwebstoffen aus einem Abwasserstrom, der aus einer Nassentschwefelungsanlage, einer Zentrifugalentschwefelungsanlage und/oder einer Soleaushärtungsanlage austritt, bevor der Strom in ein öffentliches Kanalnetz gelangt.US 4340487 A discloses a method for the removal of suspended matter from a wastewater stream exiting a wet desulfurization plant, a centrifugal desulphurisation plant and / or a brine curing plant before the stream enters a public sewer network.

[0017] Die US 5900154 A betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung einer Flüssigkeit, bei der die Flüssigkeit durch andere Flüssigkeiten oder Feststoffe verunreinigt ist, wobei das Verfahren die Zugabe einer oder mehrerer Chemikalien zu der Flüssigkeit in einer Flockungseinrichtung, die eine oder mehrere Rohrschleifen mit eingebauten Rührwerken aufweist, die Turbulenzen erzeugen und eine steckerartige Strömung durch die Schleife erzeugen, umfasst.US 5,900,154 A relates to a method and apparatus for purifying a liquid in which the liquid is contaminated by other liquids or solids, the method comprising adding one or more chemicals to the liquid in a flocculation device containing one or more Includes tube loops with built-in agitators that generate turbulence and generate a plug-like flow through the loop.

[0018] Die US 6048376 A offenbart einen Abscheidebehälter zur Ölabscheidung aus einem Gas-Öl-Gemisch besteht aus einer unteren Kammer zum Sammeln des aus dem Gas-Öl-Gemisch entnommenen Öls, einer Zwischenkammer über der unteren Kammer und einer oberen Kammer über der Zwischenkammer.US 6048376 A discloses a separation vessel for oil separation from a gas-oil mixture consists of a lower chamber for collecting the extracted oil from the gas-oil mixture, an intermediate chamber above the lower chamber and an upper chamber above the intermediate chamber ,

[0019] Die US 2007114183 A1 offenbart einen Behälter und ein Verfahren zum Entfernen von nicht mischbarem Fluid aus verunreinigtem Wasser.US 2007114183 A1 discloses a container and a method for removing immiscible fluid from contaminated water.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

[0020] Die vorliegende Erfindung soll einen Trennungstank zum Entfernen einer Verunreinigung aus einem Fluid oder zum Trennen einer Phase von einem mehrphasigen Fluid, das in den Tank eingespeist wird, bereitstellen, der die oben erwähnten "Kurzschluss-" und Verdünnungsprobleme verringert oder vermeidet und den Kontakt und die Agglomeration von Gas und Verunreinigungen besser ermöglicht.The present invention is intended to provide a separation tank for removing an impurity from a fluid or separating a phase from a multi-phase fluid fed into the tank, which reduces or eliminates the above-mentioned "shorting" and dilution problems Contact and agglomeration of gas and contaminants better enabled.

[0021] Dementsprechend umfasst die vorliegende Erfindung in einem ersten allgemeinen Aspekt einen Trennungstank zum Entfernen einer Verunreinigung aus einem Fluid oder zum Trennen einer Phase von einem mehrphasigen Fluid, das in den Tank eingespeist wird, wobei der Tank umfasst: einen Boden, der einen unteren Bereich des Tanks definiert, und abhängige Wände, die die Seiten des Tanks definieren; mehrere miteinander verbundene Kammern innerhalb des Tanks, um das Fluid sukzessive zu behandeln; einen Einlass in Fluidverbindung mit einer ersten Kammer der mehreren Kammern zum Einspeisen eines Fluids, das eine Verunreinigung oder mehrere Phasen umfasst, in die erste Kammer; und einen Auslass in Fluidverbindung mit einer letzten Kammer der mehreren benachbarten Kammern zum Ausgeben von Fluid, das eine verringerte Verunreinigung oder im Wesentlichen nur eine einzige Phase aufweist, wobei der Auslass in der Nähe eines unteren Bereichs der letzten Kammer der mehreren benachbarten Kammern angeordnet ist; ein abgeschrägtes Wehr innerhalb eines oberen Bereichs jeder der Kammern, um eine Drehströmung des Fluids in jeder der Kammern zu induzieren; eine Abschöpfölwanne, die in Zusammenhang mit mehreren miteinander verbundenen Kammern steht und von einem Inneren der mehreren Kammern durch ein Abschöpfwehr getrennt ist, wobei das Abschöpfwehr in einem oberen Bereich jeder der Kammern im Wesentlichen gegenüber des Ortes des abgeschrägten Wehrs in den mehreren Kammern liegt, wobei die Drehströmung des Fluids entlang einer oberen Oberfläche der Kammer vorliegt, was eine Bewegung des Fluids von dem abgeschrägten Wehr in Richtung der Abschöpfölwanne bewirkt; und einen Verbindungskanal, der eine Fluidströmung von im Wesentlichen einem unteren Bereich von mindestens einer Kammer zu einem oberen Bereich einer benachbarten Kammer und in Richtung des abgeschrägten Wehrs in der benachbarten Kammer ermöglicht, wobei der Verbindungskanal innerhalb der mindestens einen Kammer so angeordnet ist, dass eine Fluidströmung von der mindestens einen Kammer zu dem Verbindungskanal nicht in einer Richtung der Drehströmung des Fluids in der mindestens einen Kammer ist.Accordingly, in a first general aspect, the present invention comprises a separation tank for removing an impurity from a fluid or separating a phase from a multi-phase fluid fed into the tank, the tank comprising: a bottom having a bottom Defined area of the tank, and dependent walls that define the sides of the tank; a plurality of interconnected chambers within the tank to successively treat the fluid; an inlet in fluid communication with a first chamber of the plurality of chambers for feeding a fluid comprising one or more phases into the first chamber; and an outlet in fluid communication with a last chamber of the plurality of adjacent chambers for dispensing fluid having a reduced contaminant or substantially only a single phase, the outlet disposed proximate a lower portion of the last chamber of the plurality of adjacent chambers; a tapered weir within an upper portion of each of the chambers to induce rotational flow of the fluid in each of the chambers; a skimming oil pan associated with a plurality of interconnected chambers and separated from an interior of the plurality of compartments by a skimming weir, the skimming weir being located in an upper portion of each of the compartments substantially opposite the location of the sloped weir within the plurality of compartments the rotational flow of the fluid is along an upper surface of the chamber causing movement of the fluid from the chamfered weir towards the skimming oil pan; and a connecting channel that allows fluid flow from substantially a lower portion of at least one chamber to an upper portion of an adjacent chamber and towards the tapered weir in the adjacent chamber, the connecting channel being disposed within the at least one chamber such that a Fluid flow from the at least one chamber to the connecting channel is not in a direction of the rotational flow of the fluid in the at least one chamber.

[0022] In bevorzugten Ausführungsformen ist der Verbindungskanal dazu ausgelegt, Fluid von der mindestens einen Kammer in einen oberen Bereich einer benachbarten Kammer auszugeben, um dadurch eine "Unterbereich -zu-Unterbereich"-Strömung zu vermeiden und somit die vorgenannten "Kurzschluss"-Probleme zu vermeiden.In preferred embodiments, the connection channel is adapted to discharge fluid from the at least one chamber into an upper region of an adjacent chamber, thereby avoiding a "sub-region-to-sub-region" flow and thus the aforementioned "short circuit" problems to avoid.

[0023] Ein Gaseinlass, der in Fluidverbindung mit dem Verbindungskanal der mindestens einen Kammer steht, ist vorzugsweise vorgesehen, um ein Gas in das Fluid, das von der einen Kammer über den Verbindungskanal zu der benachbarten (danebenliegenden) Kammer transferiert wird, einzuleiten. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, bei der mehrere Verbindungskanäle zwischen Paaren benachbarter (nebeneinanderliegender) Kammern vorhanden sind, ist der Tank ferner mit einem Gaseinlass versehen, der mit jedem der Verbindungskanäle der Kammern in Verbindung steht, um Gas in das Fluid, das über den Verbindungskanal von einer Kammer in die benachbarte Kammer transferiert wird, einzuleiten.A gas inlet in fluid communication with the communication channel of the at least one chamber is preferably provided to introduce a gas into the fluid transferred from one chamber to the adjacent (adjacent) chamber via the communication channel. In a further preferred embodiment, where there are multiple communication passages between pairs of adjacent (juxtaposed) chambers, the tank is further provided with a gas inlet communicating with each of the communication passages of the chambers for communicating gas into the fluid passing through the communication passage from one chamber to the adjacent chamber.

[0024] In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Verbindungskanal im Querschnitt schmaler als die Kammern, um ein höheres Gas-zu-Fluid-Verhältnis in der Verbindungskammer bereitzustellen als dann, wenn das Gas direkt in eine der Reihe von benachbarten Kammern eingeleitet würde.In a further preferred embodiment, the connection channel is narrower in cross section than the chambers to provide a higher gas to fluid ratio in the connection chamber than if the gas were introduced directly into one of the series of adjacent chambers.

[0025] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Einlassende jedes (oder des) Verbindungskanals im Wesentlichen unterhalb des abgeschrägten Wehres einer entsprechenden Kammer und nahe einem unteren Bereich davon angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist das Einlassende des Verbindungskanals zwischen mindestens einer Kammer und einer benachbarten Kammer in der mindestens einen Kammer an einer Wand davon angeordnet, wobei die Wand in der Nähe einer gegenüberliegenden Seite davon das abgeschrägte Wehr, das in einer nachfolgenden benachbarten Kammer enthalten ist, aufweist, wobei die Fluidströmung zu dem Verbindungskanal nicht in einer Richtung der Drehströmung, die in der mindestens einen Kammer induziert wird, ist.In another preferred embodiment, an inlet end of each (or) connecting channel is disposed substantially below the chamfered weir of a corresponding chamber and near a lower portion thereof. Alternatively or additionally, the inlet end of the connection channel between at least one chamber and an adjacent chamber in the at least one chamber is disposed on a wall thereof, the wall in the vicinity of an opposite side thereof the beveled weir contained in a subsequent adjacent chamber, wherein the fluid flow to the connection channel is not in a direction of the rotary flow induced in the at least one chamber.

[0026] Um zu vermeiden, dass die Fluidströmung zu dem Verbindungskanal in einer Richtung der in der mindestens einen Kammer induzierten Drehströmung liegt (um dadurch "Kurz-schluss'-Probleme zu vermeiden oder zu reduzieren), ist vorzugsweise eine Schirm zum teilweisen Blockieren des Einlassendes des Verbindungskanals vorgesehen, um zu bewirken, dass Fluid in einer Richtung quer zu der Drehströmung oder zumindest in einer anderen Richtung als die Drehströmung strömt.In order to avoid that the fluid flow to the connecting channel in a direction of the rotational flow induced in the at least one chamber (to thereby avoid or reduce "short-circuit" problems), is preferably a screen for partially blocking the An inlet end of the connecting channel is provided to cause fluid to flow in a direction transverse to the rotary flow or at least in a direction other than the rotary flow.

[0027] Jede Kammer, außer möglicherweise die letzte Kammer, aus der das behandelte Wasser entfernt wird, ist mit einer Abschöpfölwanne versehen, die mit der Kammer in Verbindung steht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Abschöpfölwanne eine gemeinsame Abschöpfölwanne, die mit mehreren oder allen Kammern in Verbindung steht.Each chamber, except possibly the last chamber from which the treated water is removed, is provided with a skimming oil pan which communicates with the chamber. In a preferred embodiment, the skimming oil pan is a common skimming oil pan associated with multiple or all of the chambers.

[0028] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Trennungstanks der vorliegenden Erfindung ist der Tank in einem Versandbehälter enthalten, um Transportfähigkeit und Transportfreundlichkeit zu bieten.In another preferred embodiment of the separation tank of the present invention, the tank is contained in a shipping container to provide transportability and portability.

[0029] In einer Ausführungsform sind die mehreren miteinander verbundenen Kammern in nebeneinanderliegender Anordnung angeordnet, wobei ein Einlassende des Verbindungskanals im Wesentlichen unterhalb des abgeschrägten Wehrs der einen Kammer in der Nähe eines unteren Bereichs jeder der Reihe von benachbarten Kammern angeordnet ist.In an embodiment, the plurality of interconnected chambers are arranged in a side-by-side arrangement with an inlet end of the connection channel substantially below the tapered weir of the one chamber near a lower portion of each row of adjacent chambers.

[0030] In einer weiteren Ausführungsform sind die mehreren miteinander verbundenen Kammern in einer End-zu-End-Anordnung zueinander angeordnet, wobei ferner ein Schirm enthalten ist, der in den mehreren Kammern unterhalb des Abschöpfwehrs angeordnet ist, um das Einlassende des Verbindungskanals teilweise zu blockieren, wobei der Verbindungskanal an einer Stelle unterhalb des Schirms angeordnet ist und eine Fluidströmung von im Wesentlichen einem unteren Bereich mindestens einer Kammer an der Stelle zu einem oberen Bereich einer benachbarten Kammer und in Richtung des abgeschrägten Wehrs in der benachbarten Kammer ermöglicht.In a further embodiment, the plurality of interconnected chambers are arranged in an end-to-end arrangement with each other further including a screen disposed in the plurality of chambers below the skimming weir to partially close the inlet end of the connection channel block, wherein the connecting channel is disposed at a position below the screen and allows fluid flow from substantially a lower portion of at least one chamber at the location to an upper portion of an adjacent chamber and in the direction of the tapered weir in the adjacent chamber.

[0031] In einer weiteren Ausführungsform sind die mehreren miteinander verbundenen Kammern in End-zu-End-Anordnung zueinander angeordnet und sind ferner nebeneinanderliegender Anordnung angeordnet. Auf diese Weise können aufeinanderfolgende Kammern, die in einer End-zu-End-Weise ausgerichtet sind, sukzessive ein Fluid behandeln, wobei weitere Kammern in einer danebenliegender Position angeordnet sind, um in ähnlicher Weise weitere Einlassströme sukzessive zu behandeln.In a further embodiment, the plurality of interconnected chambers are arranged in end-to-end arrangement with respect to each other and are further arranged adjacent to each other. In this way, successive chambers aligned in an end-to-end manner may successively treat a fluid with further chambers disposed in an adjacent position to similarly treat further inlet streams in succession.

[0032] Schließlich kann der Phasentrennungstank in einer weiteren Ausführungsform in einem unteren Bereich mindestens einer der Kammern ein Filtermedium enthalten, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform das Filtermedium ein nicht fixiertes körniges Medium wie etwa granulierte Pellets oder Walnussschalen ist, um eine Filterung des zu behandelnden Fluids zu ermöglichen.Finally, in another embodiment, the phase separation tank may include a filter medium in a lower portion of at least one of the chambers, wherein in a preferred embodiment the filter medium is an unfixed granular medium such as granulated pellets or walnut shells to filter the fluid to be treated to enable.

[0033] Innerhalb des Filterbettes können mehrere radiale Düsen angeordnet sein. Die radialen Düsen können unter Verwendung eines Gases oder einer Flüssigkeit das Filtermedium während eines Rückspülzyklus dispergieren, um eine ausreichende Turbulenz und ein Rühren der Filtermedienkörner zu bewirken, um die eingefangenen Verunreinigungen freizusetzen, ohne hohe Flüssigkeitsdurchflussraten zu benötigen. Die Anzahl der Düsen und ihre Platzierung innerhalb des Filterbettes hängen von Faktoren wie Größe und Form des Filterbehälters und der Art des zu reinigenden Filtermediums ab, ähnlich wie bei der Konfiguration und Positionierung von radialen Düsen, wie sie in dem kanadischen Patent 2689487 gelehrt und offenbart sind.Within the filter bed, a plurality of radial nozzles may be arranged. The radial nozzles may disperse the filter media during a backwash cycle using a gas or liquid to cause sufficient turbulence and agitation of the filter media granules to release the trapped contaminants without requiring high fluid flow rates. The number of nozzles and their placement within the filter bed will depend on such factors as the size and shape of the filter container and the type of filter medium to be cleaned, similar to the configuration and positioning of radial nozzles as taught and disclosed in Canadian Patent 2689487 ,

KURZBESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0034] Die begleitenden Zeichnungen zeigen eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und sollen nicht so ausgelegt werden, dass sie die Erfindung auf diese gezeigten Ausführungsformen beschränken. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu und dienen einfach dazu, die in der vorliegenden Erfindung eingeschlossenen Konzepte zu veranschaulichen.The accompanying drawings illustrate one or more exemplary embodiments of the present invention and should not be construed to limit the invention to these illustrated embodiments. The drawings are not necessarily to scale and simply serve to illustrate the concepts included in the present invention.

[0035] Fig. 1A ist eine schematische Darstellung einer vorderen isometrischen Ansicht eines Sekundärphasentrennungstanks der vorliegenden Erfindung, und zwar der sogenannten "VSL"-Ausführungsform, bei der die äußere Wand entfernt worden ist, um die Betrachtung der inneren Kammern zu ermöglichen; [0036] Fig. 1B ist eine schematische Darstellung der Ausführungsform des Sekundär phasentrennungstanks von Fig. 1A, wobei die äußere Wand an Ort und Stelle ist; [0037] Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Ausführungsform des Sekundär phasentrennungstanks von Fig. 1A, 1B, wobei die Komponenten des Tanks durchsichtig sind, um eine Ansicht der verschiedenen Komponenten zu ermöglichen; [0038] Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Ausführungsform des Sekundär phasentrennungstanks von Fig. 1A, 1B, die die hintere Seitenansicht des Tanks zeigt; [0039] Fig. 4 ist ein Strömungsdiagramm, das zeigt, wie ein Fluid durch den Sekundär phasentrennungstank, der in Fig. 1A, 1B gezeigt ist, fließt; [0040] Fig. 5A ist eine schematische Darstellung eines Sekundärphasentrennungstanks wie in Fig. 1A, 1B gezeigt, der innerhalb eines transportfähigen Versandcontainers angeordnet ist; [0041] Fig. 5B ist eine schematische Schnittdarstellung eines Sekundärphasentren nungstanks wie in Fig. 1A, 1B gezeigt, der innerhalb eines transportfähigen Versandcontainers angeordnet ist; [0042] Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer vorderen isometrischen Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Sekundärphasentrennungstanks der vorliegenden Erfindung, nämlich der sogenannten "VS"-Ausführungs-form, wobei die äußere Wand entfernt worden ist, um eine Ansicht der inneren Kammern zu ermöglichen; [0043] Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer hinteren linksseitigen isometri schen Ansicht der Ausführungsform eines in Fig. 6 gezeigten Sekundärphasentrennungstanks, wobei die äußere Wand entfernt worden ist, um eine Ansicht der inneren Kammern zu ermöglichen; [0044] Fig. 8 ist eine schematische Darstellung einer hinteren rechtsseitigen isometri schen Ansicht der Ausführungsform eines in Fig. 6 gezeigten sekundären Phasentrennungstanks, wobei die äußere Wand entfernt wurde, um eine Ansicht der internen Kammern zu ermöglichen; [0045] Fig. 9 ist eine schematische Darstellung einer linken Seite der Ausführungsform eines in Fig. 6 gezeigten Sekundärphasentrennungstanks, wobei die äußere Wand entfernt worden ist, um eine Ansicht der inneren Kammern zu ermöglichen; [0046] Fig. 10 ist eine schematische Darstellung einer rechten Seite der Ausführungs form eines in Fig. 6 gezeigten Sekundärphasentrennungstanks, wobei die äußere Wand entfernt worden ist, um eine Ansicht der inneren Kammern zu ermöglichen; [0047] Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer rechten Seite einer anderenFig. 1A is a schematic representation of a front isometric view of a secondary phase separation tank of the present invention, the so-called "VSL" embodiment, in which the outer wall has been removed to allow viewing of the inner chambers; Fig. 1B is a schematic representation of the embodiment of the secondary phase separation tank of Fig. 1A with the outer wall in place; Fig. 2 is a schematic representation of the embodiment of the secondary phase separation tank of Figs. 1A, 1B, wherein the components of the tank are transparent to allow a view of the various components; Fig. 3 is a schematic representation of the embodiment of the secondary phase separation tank of Figs. 1A, 1B showing the rear side view of the tank; Fig. 4 is a flow chart showing how a fluid flows through the secondary phase separation tank shown in Figs. 1A, 1B; Fig. 5A is a schematic illustration of a secondary phase separation tank as shown in Figs. 1A, 1B disposed within a transportable shipping container; Fig. 5B is a schematic sectional view of a secondary phase separation tank as shown in Figs. 1A, 1B disposed within a transportable shipping container; Fig. 6 is a schematic representation of a front isometric view of another embodiment of a secondary phase separation tank of the present invention, the so-called "VS" embodiment, with the outer wall removed to allow a view of the inner chambers ; Fig. 7 is a schematic illustration of a left side rear isometric view of the embodiment of a secondary phase separation tank shown in Fig. 6 with the outer wall removed to allow a view of the inner chambers; Fig. 8 is a schematic illustration of a rear right side isometric view of the embodiment of a secondary phase separation tank shown in Fig. 6 with the outer wall removed to allow a view of the internal chambers; Fig. 9 is a schematic illustration of a left side of the embodiment of a secondary phase separation tank shown in Fig. 6 with the outer wall removed to allow a view of the inner chambers; Fig. 10 is a schematic illustration of a right side of the embodiment of a secondary phase separation tank shown in Fig. 6 with the outer wall removed to allow a view of the inner chambers; Fig. 11 is a schematic illustration of a right side of another

Ausführungsform der Erfindung, ähnlich der in Fig. 10 gezeigten, wobei die äußere Wand entfernt worden ist, um eine Ansicht der inneren Kammern zu ermöglichen; [0048] Fig. 12 & 13 sind Strömungsdiagramme, die ein Fluid zeigen, das durch den Sekun därphasentrennungstank, der in Fig. 6 und Fig. 11 gezeigt ist, fließt; [0049] Fig. 14&15 sind schematische Beispiele eines Sekundärphasentrennungstanks, wie er in Fig. 6 und Fig. 11 gezeigt ist, der innerhalb eines transportfähigen Versandcontainers angeordnet ist; [0050] Fig. 16 ist eine perspektivische Ansicht noch einer weiteren Ausführungsform desEmbodiment of the invention, similar to that shown in Figure 10, wherein the outer wall has been removed to allow a view of the inner chambers. Figs. 12 & 13 are flowcharts showing a fluid flowing through the secondary phase separation tank shown in FIGS. 6 and 11; Figures 14 & 15 are schematic examples of a secondary phase separation tank as shown in Figures 6 and 11 disposed within a transportable shipping container; FIG. 16 is a perspective view of still another embodiment of the invention. FIG

Sekundärphasentrennungstanks der vorliegenden Erfindung, wobei aufeinanderfolgende Kammern in einer End-an-End-Weise angeordnet sind, um ein Fluid sukzessive zu behandeln, wobei weitere Kammern in danebenliegender Position dazu angeordnet sind, um dadurch mehrere Einlassströme sukzessive zu behandeln (hiernach die sogenannte sukzessive Mehrfachversion oder "SPV"-Version); [0051] Fig. 17 ist eine Schnittansicht entlang einer Ebene ’R'-'R' von Fig. 16, und zwar entlang einer Längsebene 'R'-'R' durch eine Reihe von längs angeordneten aufeinanderfolgenden Kammern; [0052] Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Ausführungsform eines Se kundärphasentrennungstanks und eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung, die weiterhin Filtermittel aufweisen, die ein nicht fixiertes Filtermaterialbett umfassen können und es in der gezeigten Ausführungsform umfassen; und [0053] Fig. 19 ist eine ähnliche Querschnittsansicht einer leicht abgewandelten Form der in Fig. 18 gezeigten Erfindung.Secondary phase separation tanks of the present invention, wherein successive chambers are arranged in an end-to-end manner to successively treat a fluid, wherein further chambers are arranged in juxtaposed position thereby to successively treat a plurality of inlet streams (hereinafter the so-called successive multiple version) or "SPV" version); Fig. 17 is a sectional view taken along a plane 'R' - 'R' of Fig. 16 taken along a longitudinal plane 'R' - 'R' through a series of longitudinal successive chambers; Fig. 18 is a cross-sectional view of another embodiment of a secondary phase separation tank and method of the present invention, further comprising filter means which may comprise a non-fixed filter bed and comprise it in the illustrated embodiment; and Fig. 19 is a similar cross-sectional view of a slightly modified form of the invention shown in Fig. 18.

GENAUE BESCHREIBUNG EINIGER BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF SOME PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION

[0054] In einer nicht einschränkenden Ausführungsform ist ein Sekundärphasentrennungstank 10 zum Entfernen von Verunreinigungen einschließlich einer unerwünschten Phase aus einem eingespeistem Fluid wie etwa erzeugtem Wasser vorgesehen. Der Trennungstank 10 umfasst einen Boden und Wände, die im Allgemeinen den Tank definieren. Innerhalb des Tanks sind eine Reihe von Kammern durch Trennelemente eingeteilt. In Verbindung mit jeder Kammer steht eine Abschöpfölwanne, in die Verunreinigungen oder die unerwünschte Phase abgeschöpft werden. Die Abschöpfölwanne ist von der Kammer durch ein Abschöpfölwehr getrennt, über das die Verunreinigungen oder die unerwünschte Phase gelangen, wobei sie dann in der Abschöpfölwanne eingefangen werden. Das Fluid, das in den Tank eingespeist wird, fließt von einer Kammer in eine benachbarte Kammer, während die Verunreinigungen allmählich entfernt werden. In jeder Kammer erzeugt ein abgeschrägtes Wehr eine Längsdrehströmung, die im Allgemeinen den Weg (und damit die Verweilzeit) des Fluids in jeder Kammer, bevor das Fluid in die benachbarte Kammer gelangt, erhöht. Die Strömung fördert auch, dass Verunreinigungen, die leichter als das Fluid sind, an die Oberfläche steigen, wo sie über das Abschöpfölwanne abgeschöpft und entfernt werden. Wenn Fluid von einer Kammer in eine benachbarte Kammer geleitet wird, wird es aus einem unteren Bereich der ersten Kammer entfernt und zu einem oberen Bereich der benachbarten (nachfolgenden) Kammer geleitet.In a non-limiting embodiment, a secondary phase separation tank 10 is provided for removing contaminants including an undesirable phase from an injected fluid, such as generated water. The separation tank 10 includes a floor and walls that generally define the tank. Within the tank, a series of chambers are divided by dividing elements. In connection with each chamber is a skimming oil sump into which impurities or the unwanted phase are skimmed off. The skimming oil pan is separated from the chamber by a skimming oil weir over which the contaminants or undesirable phase pass, which are then trapped in the skimming oil pan. The fluid that is fed into the tank flows from one chamber into an adjacent chamber while the contaminants are gradually removed. In each chamber, a chamfered weir creates a longitudinal flow which generally increases the travel (and hence residence time) of the fluid in each chamber before the fluid enters the adjacent chamber. The flow also promotes impurities that are lighter than the fluid to rise to the surface where they are skimmed and removed via the skimming oil pan. When fluid is passed from one chamber to an adjacent chamber, it is removed from a lower portion of the first chamber and directed to an upper portion of the adjacent (subsequent) chamber.

[0055] In verschiedenen Ausführungsformen des Trennungstanks haben die Kammer und das abgeschrägte Wehr eine geeignete Orientierung und einen geeigneten Abstand, um eine Drehströmung innerhalb der Kammer zu erzeugen, die eine längere horizontale Komponente als vorherige Entwürfe oder eine längere horizontale Komponente als eine vertikale Komponente aufweist. Durch Erhöhen der horizontalen Bewegung des Fluids und der Partikel und Erzeugen eines längeren Weges für die Partikel, haben aufsteigende unerwünschte Partikel somit länger Zeit, um zur Entfernung zur Oberfläche zu gelangen, und die unerwünschten Verunreinigungen werden dadurch beim Abschöpfen effektiver aus dem Fluid entfernt. Genauer gesagt gibt der längere Weg den Partikeln eine längere tatsächliche Verweildauer in einer Kammer sowie erhöhte Chancen (durch den längeren Weg und dadurch, dass sie an die Oberfläche gebracht werden), um mit einer Blase in Kontakt zu kommen und daran zu haften, um dadurch getrennt zu werden. Das Erhöhen der horizontalen Komponente der Drehströmung kann beispielsweise durch Ändern des Verhältnisses der Länge der Kammer und der Höhe des abgeschrägten Wehrs erreicht werden. Darüber hinaus vermeidet ein Injizieren des gereinigten Wassers von dem unteren Bereich der Kammer und ein Injizieren in den oberen Bereich der benachbarten nachfolgenden Kammer das "Kurzschluss"-Problem oder reduziert es zumindest deutlich.In various embodiments of the separation tank, the chamber and the chamfered weir have proper orientation and spacing to produce a rotary flow within the chamber having a longer horizontal component than previous designs or a longer horizontal component than a vertical component , Thus, by increasing the horizontal movement of the fluid and particles and creating a longer path for the particles, rising undesirable particles have more time to clear the surface, and the undesirable contaminants are thereby more effectively removed from the fluid during skimming. More specifically, the longer path gives the particles a longer actual residence time in a chamber, as well as increased chances (through the longer path and being brought to the surface) to contact and adhere to a bubble thereby to be disconnected. Increasing the horizontal component of the rotary flow can be achieved, for example, by changing the ratio of the length of the chamber and the height of the chamfered weir. In addition, injecting the cleaned water from the lower portion of the chamber and injecting into the upper portion of the adjacent succeeding chamber avoids or at least significantly reduces the "shorting" problem.

[0056] Um das Aufsteigen der unerwünschten Phase oder der Verunreinigungen an die Oberfläche weiter zu fördern, kann Gas in Kammern eingeleitet werden. Wie erkannt werden wird, dispergiert das Gas, etwa Methan, Luft oder Stickstoff, typischerweise in dem Fluid und bildet Blasen oder Mikroblasen, die an der Verunreinigung haften, wodurch diese leichter als das Fluid wird und an die Oberfläche befördert wird. Das Gas, das leichter als das Fluid ist, steigt in Richtung der Oberfläche des Fluids, während es an der Verunreinigung haftet. Wiederum sind die Blasen oder Mikroblasen durch Erhöhen der horizontalen Komponente der Drehströmung wirksamer bei der Beförderung von Verunreinigungen an die Oberfläche des Fluids zur Entfernung, da die Verweilzeit erhöht wird. Ferner wird aufgrund der induzierten Drehströmung innerhalb jeder Kammer ein hydraulischer Schub induziert, der bei der Abschöpfung hilft, wodurch möglicherweise die Notwendigkeit einer mechanischen Abschöpfvorrichtung, um ein derartiges Abschöpfen zu erreichen, vermieden wird und dadurch vermehrte Kosten für mechanische Abschöpfmittel, deren Wartung und deren möglicher mechanischer Ausfall, der zu einer Verunreinigung oder einer Sekundärphasenwiedereinbindung führt, vermieden werden.In order to further promote the rising of the undesired phase or impurities to the surface, gas can be introduced into chambers. As will be appreciated, the gas, such as methane, air or nitrogen, typically disperses in the fluid and forms bubbles or microbubbles that adhere to the contaminant, making it lighter than the fluid and carried to the surface. The gas, which is lighter than the fluid, rises toward the surface of the fluid while adhering to the contaminant. Again, by increasing the horizontal component of the rotary flow, the bubbles or microbubbles are more effective in transporting contaminants to the surface of the fluid for removal as the residence time is increased. Further, due to the induced rotational flow within each chamber, a hydraulic thrust is induced to assist in the skimming, possibly avoiding the need for a mechanical skimming device to achieve such skimming, thereby increasing the cost of mechanical skimmers, their maintenance and their potential mechanical failure resulting in contamination or secondary phase recombination.

[0057] Alle Kammern, mit möglicher Ausnahme der letzten Kammer in der Reihe von Kammern, die lediglich einen Auslass aufweist, um das behandelte Fluid zu entfernen, sind über einen Verbindungskanal zwischen jeweiligen Kammern verbunden. Das Fluid aus einer Kammer gelangt über den Verbindungskanal zu einer benachbarten Kammer. Zur weiteren Beförderung von saubererem oder weniger verunreinigtem Fluid zu der nächsten benachbarten Kammer ist der Einlass der Verbindungskanäle in der Nähe des unteren Bereichs der Kammer angeordnet, wo die Reinigungsflüssigkeit dazu neigt, wobei das sauberere Fluid dadurch tendenziell Fluid mit weniger Verunreinigung einfängt, da die Verunreinigung innerhalb der Kammer an die Oberfläche steigt . Das Fluid wird dann zur weiteren Dekontamination/Phasentrennung in die benachbarte Kammer geleitet. Da das in die benachbarte Kammer transferierte Fluid im Allgemeinen mehr verunreinigt ist als das Fluid in der benachbarten Kammer, kann die Verbindungskammer das Fluid in einen oberen Bereich der benachbarten Kammer einleiten, in dem die Verunreinigungskonzentration höher ist als ein einem unteren Bereich oder Bodenbereich der benachbarten Kammer.All of the chambers, with the possible exception of the last chamber in the series of chambers, which has only one outlet to remove the treated fluid, are connected by a connecting channel between respective chambers. The fluid from one chamber passes via the connection channel to an adjacent chamber. For further transport of cleaner or less contaminated fluid to the next adjacent chamber, the inlet of the connection channels is located near the bottom of the chamber where the cleaning fluid tends to, thereby the cleaner fluid tends to trap fluid with less contamination because of the contamination rises to the surface within the chamber. The fluid is then passed into the adjacent chamber for further decontamination / phase separation. Since the fluid transferred into the adjacent chamber is generally more contaminated than the fluid in the adjacent chamber, the communication chamber may introduce the fluid into an upper region of the adjacent chamber in which the impurity concentration is higher than a lower region or bottom region of the adjacent one Chamber.

[0058] Um die Haftung des Gases an den Verunreinigungen oder der Sekundärphase weiter zu fördern, um deren Trennung von dem Fluid (typischerweise Wasser) zu bewirken, ist die Kontrolle über die gerichtete Strömung und den Ort der Injektion des Gases wichtig. Insbesondere ist es wahrscheinlicher, dass das Gas an der Verunreinigung haftet, wenn die Geschwindigkeit und die Richtung der Einlassströmung des Gases der Geschwindigkeit und der Richtung der Strömung des Fluids ähnlich ist. Deshalb sind frühere Vorrichtungen und Verfahren, die keinen Versuch machen, die Fluidströmung an der der Gasinjektion auszurichten, und die beispielsweise lediglich das Gas in den mittleren Bereich der Kammer einleiten, unterlegen. Dementsprechend wird, um das Anhaften des Gases an die Verunreinigungen oder die Sekundärphase zu fördern und den Fließweg des Gases so zu beeinflussen, dass er dem des Fluids ähnlicher ist, in der vorliegenden Erfindung und insbesondere in der hier beschriebenen VSL-Ausfüh-rungsform das Gas in einen Verbindungskanal zwischen zwei benachbarten parallelen Kammern eingeleitet, der in der ersten Kammer unten liegt, wo diese Gas- und Gasblasen dann beim Wandern in die zweite Kammer mit der Fluidströmung darin an die Oberfläche aufsteigen können und an der Oberfläche an Verunreinigungen und/oder Sekundärphasen anhaften können, und damit verhindern, dass diese sich mit der umlaufenden zirkulären Strömung in der zweiten Kammer bewegen, der dann danach nach unten wandern würde, und somit zum Abschöpfen an der Oberfläche bleiben. Die Ausrichtung der in das Fluid injizierten Gasströmung und des Fluids und der Verunreinigungen und/oder der sekundären Phase darin bewirkt dass die Gasblasen eine größere Fähigkeit haben, dann an solchen Partikeln, Verunreinigungen oder der Sekundärphase innerhalb dieses Fluids zu haften und diese an der Oberfläche zu halten. Es ist wünschenswert, dass das Gas an einer solchen Stelle parallel zu der Fluidströmung strömt, um die Haftung an Verunreinigungen und/oder der Sekundärphase zu fördern.In order to further promote the adhesion of the gas to the contaminants or the secondary phase to cause their separation from the fluid (typically water), control over the directional flow and the location of injection of the gas is important. In particular, the gas is more likely to adhere to the contaminant when the velocity and direction of the inlet flow of the gas are similar to the velocity and direction of flow of the fluid. Therefore, prior devices and methods that make no attempt to direct the fluid flow at the gas injection, and which, for example, merely introduce the gas into the central region of the chamber, are inferior. Accordingly, in order to promote the adhesion of the gas to the impurities or the secondary phase and to influence the flow path of the gas to be more similar to that of the fluid, in the present invention, and in particular in the VSL embodiment described herein, the gas is used introduced into a connecting channel between two adjacent parallel chambers located in the first chamber at the bottom, where these gas and gas bubbles can then ascend to the surface during migration into the second chamber with the fluid flow therein and at the surface to contaminants and / or secondary phases and thus prevent them from moving with the circulating circular flow in the second chamber, which would then migrate downwardly and thus remain at the surface for skimming. The orientation of the gas flow injected into the fluid and the fluid and contaminants and / or secondary phase therein causes the gas bubbles to have a greater ability to adhere to such particles, contaminants or the secondary phase within that fluid and to adhere them to the surface hold. It is desirable for the gas to flow in parallel to the fluid flow at such location to promote adhesion to contaminants and / or the secondary phase.

[0059] Wie ersichtlich ist, kann das Gas in allen oder einigen der Verbindungskanäle eingeleitet werden. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Verbindungskanäle im Querschnitt ähnlich oder im Querschnitt kleiner als die Kammern selbst sind und ferner können die Verbindungskanäle von Kammer zu Kammer verschiedene Größen, Formen oder Ausrichtungen aufweisen. Ferner können mehrere Gasinjektionsstellen in jeder Kammer einschließlich der Verbindungskanäle verwendet werden. Ferner kann der Auslass der Verbindungskanäle in geeigneter Nähe zu dem abgeschrägten Wehr der benachbarten Kammer liegen, um dem aus dem Verbindungskanal austretenden Fluid eine Drehströmung zu verleihen.As can be seen, the gas may be introduced in all or some of the connection channels. It is within the scope of the invention that the connecting channels are similar in cross section or smaller in cross section than the chambers themselves and further, the connection channels from chamber to chamber may have different sizes, shapes or orientations. Further, multiple gas injection sites may be used in each chamber including the connection channels. Further, the outlet of the connection channels may be in suitable proximity to the tapered weir of the adjacent chamber to impart a rotary flow to the fluid exiting the connection channel.

[0060] Beispiel 1 - Erste Ausführungsform ("VSL") [0061] In einer Ausführungsform, die am besten in Fig. 1A, 1B, 2, 3 gezeigt und im Folgenden als "VSL"-Ausführungsform bezeichnet ist, ist ein Sekundärphasentrennungstank 10 zum Entfernen von Verunreinigungen wie Kohlenwasserstoffen, Bohrfluiden und/oder Frackingfluiden vorgesehen, die somit Fluide mit anderem spezifischem Gewicht, anderer Viskosität und anderer Mischbarkeit im Vergleich zu Wasser enthalten können. Der Trennungstank 10 umfasst einen Boden 50 und daran hängende Wände 40, die eine Reihe von Kammern 100 definieren, wobei jede Kammer 100 von einer benachbarten Kammer durch ein Trennelement 105 getrennt ist. Es versteht sich, dass, obwohl der in Fig. 1A bis Fig. 5B gezeigte Tank 10 vier Kammern 100 enthält, der Tank 10 weniger oder mehr Kammern 100 umfassen kann und der Trennungstank 10 nicht auf nur vier Kammern 100 beschränkt sein soll.Example 1 - First Embodiment ("VSL") In one embodiment, which is best shown in FIGS. 1A, 1B, 2, 3 and hereafter referred to as "VSL" embodiment, is a secondary phase separation tank 10 for removing contaminants such as hydrocarbons, drilling fluids and / or fracking fluids, which thus may contain fluids of other specific gravity, viscosity and miscibility compared to water. The separation tank 10 includes a bottom 50 and walls 40 suspended therefrom defining a series of chambers 100, each chamber 100 being separated from an adjacent chamber by a separator 105. It is understood that although the tank 10 shown in FIGS. 1A to 5B includes four chambers 100, the tank 10 may include fewer or more chambers 100 and the separation tank 10 should not be limited to only four chambers 100.

[0062] In Verbindung mit jeder Kammer befindet sich ein Abschöpfölwehr 70, das neben seiner Rolle als Wehr ferner dazu dient, eine Abschöpfölwanne 60 von jeder Kammer 100 zu trennen. Die Oberflächenverunreinigung in jeder Kammer 100 wird durch Abschöpfen über das Abschöpfölwehr 70 in die Abschöpfölwanne 60 entfernt, in der sie dann unter Verwendung von herkömmlichen Verfahren und Mitteln wie gewünscht eingefangen und/oder entfernt werden kann. Das in den Ausführungsformen von Fig. 1A bis Fig. 5B gezeigte Abschöpfölwehr ist eine gemeinsame Abschöpfölwanne 82, bei der eine einzelne Abschöpfölwanne an alle Kammern des Tanks 10 angrenzt.In connection with each chamber is a skimming oil weir 70 which, in addition to its role as a weir, further serves to separate a skimming oil pan 60 from each chamber 100. The surface contamination in each chamber 100 is removed by skimming over the skimming oil weir 70 into the skimming oil pan 60, where it can then be captured and / or removed as desired using conventional methods and means. The skimming oil weir shown in the embodiments of FIGS. 1A to 5B is a common skimming oil pan 82 in which a single skimming oil pan abuts all the chambers of the tank 10.

[0063] Um einen Längsdrehströmung in jeder Kammer 100 zu induzieren, weist jede Kammer 100 ein abgeschrägtes Wehr 90 auf. Die Natur des abgeschrägten Wehrs 90 verleiht dem Fluid innerhalb jeder Kammer 100 eine Drehströmung. Die Drehströmung des Fluids in den Kammern 100 ist in dem in Fig. 4 gezeigten Strömungsdiagramm ersichtlich.To induce longitudinal spin flow in each chamber 100, each chamber 100 has a tapered weir 90. The nature of the tapered weir 90 confers fluid flow within each chamber 100. The rotational flow of the fluid in the chambers 100 can be seen in the flow chart shown in FIG.

[0064] Die Verbindung jeder Kammer 100 ist ein Verbindungskanal 80. Der Verbindungskanal 80 weist einen Einlassabschnitt, der in Fluidverbindung mit einem unteren Bereich einer Kammer 100 steht, und einen Auslassabschnitt, der in Fluidverbindung mit der benachbarten Kammer steht, auf. In der dargestellten Ausführungsform weist der Verbindungskanal 80 den Auslass in einem oberen Bereich der benachbarten Kammer in der Nähe des abgeschrägten Wehrs 90 der benachbarten Kammer angeordnet auf, um dem Fluid, das in die benachbarte Kammer 100 eingespeist wird, eine Drehströmung zu verleihen. Ferner weist der Verbindungskanal 80 den Auslassabschnitt in dem oberen Bereich der benachbarten Kammer angeordnet auf, da das Fluid im Allgemeinen in jeder Kammer in Richtung der Oberfläche eine höhere Konzentration an Verunreinigungen aufweist und in Richtung des Bodens weniger verunreinigt ist. Durch Entfernen von Fluid aus der Kammer 100 an oder nahe dem Boden der Kammer 100 und Einspeisen des Fluids in einen oberen Bereich der benachbarten Kammer wird ein Fluid mit einer niedrigeren Konzentration an Verunreinigungen in die benachbarte Kammer in den Bereich der höchsten Verunreinigung dieser Kammer geleitet. Dies verringert oder beseitigt sogenannte "Kurzschlüsse" und erleichtert auch das Entfernen von Verunreinigungen oder der Sekundärphase über das Abschöpfölwehr 70.The connection of each chamber 100 is a connection channel 80. The connection channel 80 has an inlet portion in fluid communication with a lower portion of a chamber 100 and an outlet portion in fluid communication with the adjacent chamber. In the illustrated embodiment, the connection channel 80 has the outlet disposed in an upper portion of the adjacent chamber proximate to the tapered weir 90 of the adjacent chamber to impart a rotational flow to the fluid that is fed into the adjacent chamber 100. Further, the communication passage 80 has the outlet portion located in the upper portion of the adjacent chamber because the fluid generally has a higher concentration of impurities in each chamber toward the surface and is less contaminated toward the bottom. By removing fluid from the chamber 100 at or near the bottom of the chamber 100 and feeding the fluid into an upper region of the adjacent chamber, a fluid having a lower concentration of contaminants is directed into the adjacent chamber in the region of highest contamination of that chamber. This reduces or eliminates so-called "short circuits" and also facilitates the removal of contaminants or the secondary phase via the skimming oil weir 70.

[0065] Der Trennungstank 10 enthält zudem einen Fluideinlass 20, der mit der ersten Kammer der Reihe von miteinander verbundenen Kammern 100 in Verbindung steht, um unbehandeltes Fluid, wie z. B. erzeugtes Wasser, das typischerweise Kohlenwasserstoffe als Verunreinigung enthält, in den Tank 10 einzuleiten. Um dekontaminiertes Fluid aus dem Tank 10 zu entfernen, wird ein Auslass 30 verwendet, der mit einem unteren Abschnitt der letzten Kammer des Tanks 10 in Verbindung steht. Da das Fluid, das näher an dem Boden jeder Kammer 100 liegt, im Allgemeinen eine geringere Konzentration an Verunreinigungen enthält, wird vorgeschlagen, dass der Ausgang 30 in einem unteren Bereich der letzten Kammer angeordnet ist.The separation tank 10 also includes a fluid inlet 20 which communicates with the first chamber of the series of interconnected chambers 100 to untreated fluid, such. B. generated water, which typically contains hydrocarbons as an impurity, to be introduced into the tank 10. In order to remove decontaminated fluid from the tank 10, an outlet 30 communicating with a lower portion of the last chamber of the tank 10 is used. Since the fluid closer to the bottom of each chamber 100 generally contains a lower concentration of impurities, it is suggested that the exit 30 be located in a lower portion of the last chamber.

[0066] Wie in Fig. 1B & 2 gezeigt enthält der Trennungstank 10 Gaseinlässe 120 zum Einleiten eines Gases in die Verbindungskanäle 80. In der ersten Kammer 100 kann Gas mit dem Eingang 20 oder angrenzend mit den Eingang 20 eingeleitet werden. An nachfolgenden Injektionsstellen kann das Gas in die Verbindungskanäle 80 injiziert werden. Durch Injizieren von Gas wie etwa Luft oder Stickstoff in die Verbindungskanäle 80 wird wahrscheinlicher, dass das Gas an Verunreinigungen in dem Fluid haftet. Es wird angenommen, dass dies der Fall ist, weil das Fluidvolumen, das durch die Verbindungskanäle 80 hindurchtritt, niedriger als das Volumen in der Kammer 100 ist und daher das Volumenverhältnis von Gas zu Fluid in dem Verbindungskanal 80 viel höher ist als dann, wenn das Gas direkt in jede Kammer 100 injiziert würde. Zusätzlich ist die Strömung des Fluids durch den Verbindungskanal 80 im Allgemeinen in einer gleichmäßigen Richtung und daher nimmt die Gasströmung ein ähnliches Strömungsmuster an wie das Fluid, das den Verbindungskanal 80 durchläuft. Es ist wahrscheinlicher, dass das Gas an den Verunreinigungen in dem Fluid haftet, wenn das Strömungsmuster des Gases und der Flüssigkeit ähnlich sind. Zusätzlich wird durch Einleiten des Gases in die Verbindungskanäle 80 eine dichte Packung von Blasen anstelle der Verteilung der Blasen, wie sie beim Einleiten des Gases direkt in die Kammer beobachtet werden würde, erzeugt, was eine höhere Wahrscheinlichkeit des Kontakts von Verunreinigungen oder der Sekundärphase mit einer Gasblase ergibt. Alles Fluid, das aus einer jeweiligen Kammer 100 austritt und in die nächste Kammer 100 gelangt, durchläuft diese gepackte Zone von Gasblasen, wohingegen das Gas, wenn es ansonsten zentral in die Kammer 100 eingeleitet wird, über ein größeres Volumen an Fluid verteilt wird, was Partikeln eine geringere Wahrscheinlichkeit der Anhaftung an eine Gasblase gibt.As shown in Figs. 1B & 2, the separation tank 10 includes gas inlets 120 for introducing a gas into the connection channels 80. In the first chamber 100, gas may be introduced to the inlet 20 or adjacent to the inlet 20. At subsequent injection sites, the gas may be injected into the connection channels 80. By injecting gas such as air or nitrogen into the connection channels 80, the gas becomes more likely to adhere to contaminants in the fluid. It is believed that this is because the volume of fluid passing through the connection channels 80 is less than the volume in the chamber 100, and therefore the volume ratio of gas to fluid in the connection channel 80 is much higher than when Gas would be injected directly into each chamber 100. In addition, the flow of fluid through the communication passage 80 is generally in a uniform direction, and therefore, the gas flow assumes a similar flow pattern as the fluid passing through the communication passage 80. It is more likely that the gas will adhere to the contaminants in the fluid if the flow patterns of the gas and the liquid are similar. In addition, by introducing the gas into the connection channels 80, a dense packing of bubbles, rather than the distribution of the bubbles as would be observed as the gas is introduced directly into the chamber, is created, which increases the likelihood of contamination or secondary phase contact Gas bubble results. Any fluid exiting a respective chamber 100 and entering the next chamber 100 will pass through this packed zone of gas bubbles whereas, if otherwise centrally introduced into the chamber 100, the gas will be distributed over a larger volume of fluid Particles have a lower probability of adhesion to a gas bubble.

[0067] Wie in Fig. 1A gezeigt enthält der Trennungstank 10 auch ein Ablassloch 110 in dem unteren Bereich der Trennelemente 105, um bei dem Ablassen des Tanks 10 zu helfen, falls dies erforderlich ist.As shown in Fig. 1A, the separation tank 10 also includes a drain hole 110 in the lower portion of the separators 105 to aid in draining the tank 10, if necessary.

[0068] Die Verweilzeit in dem Trennungstank 10 kann auf der Basis des Ausmaßes der Verunreinigungen im Zulauf, des gewünschten Dekontaminationsgrades, der Anzahl der Kammern, der Durchflussgeschwindigkeit des Fluids usw. wie gewünscht angepasst werden.The residence time in the separation tank 10 may be adjusted as desired based on the amount of contaminants in the feed, the desired degree of decontamination, the number of chambers, the flow rate of the fluid, etc.

[0069] Der Tank 10 kann in einem transportfähigen Versandcontainer angeordnet sein, wie er beispielsweise in Fig. 5A & 5B gezeigt ist. um den Transport des Trennungstanks 10 zu erleichtern. Wie in Fig. 5B gezeigt können die zugehörigen Pumpen, Rohrleitungen und Zusatzkomponenten des Tanks, die zum Einspeisen und Ausgeben von Fluid wie beispielsweise Gas notwendig sind, auch in dem transportfähigen Versandcontainer enthalten sein, wie es bei 140 gezeigt ist.The tank 10 may be arranged in a transportable shipping container, as shown for example in Fig. 5A & 5B is shown. to facilitate the transport of the separation tank 10. As shown in FIG. 5B, the associated pumps, piping, and accessory components of the tank, which are necessary to supply and dispense fluid, such as gas, may also be included in the transportable shipping container, as shown at 140.

[0070] Beispiel 2 - zweite Ausführungsform ("VS") [0071] Eine alternative Ausführungsform eines Phasentrennungstanks ist unter Bezugnahme auf Fig. 6-15 gezeigt und ist allgemein bei 200 gezeigt. Im Gegensatz zu dem VSL-Entwurf des Trennungstanks 10, der unter Bezugnahme auf Fig. 1A bis 5B gezeigt ist, besteht der VS-Tank 200 aus einer Reihe von Kammern 210, die in einer End-zu-End-Beziehung angeordnet sind. Wiederum ist der Tank 200 durch einen Boden 320 und daran hängende Wände 310 definiert. Jede Kammer 210 ist durch ein Trennelement 220 getrennt. Ebenso enthält jede Kammer 210 ein abgeschrägtes Wehr 230, um die Drehfluidströmung in jeder Kammer zu induzieren. Das Strömungsmuster des Eingangsfluids ist in Fig. 11 & 12 ersichtlich.Example 2 - Second Embodiment ("VS") An alternative embodiment of a phase separation tank is shown with reference to Figs. 6-15 and is shown generally at 200. In contrast to the VSL design of the separation tank 10 shown with reference to FIGS. 1A to 5B, the VS tank 200 consists of a series of chambers 210 arranged in an end-to-end relationship. Again, the tank 200 is defined by a floor 320 and walls 310 suspended therefrom. Each chamber 210 is separated by a partition 220. Likewise, each chamber 210 includes a tapered weir 230 for inducing the rotational fluid flow in each chamber. The flow pattern of the input fluid is shown in Figs. 12 can be seen.

[0072] Ferner ist jede Kammer 210 mit der benachbarten Kammer über einen Verbindungskanal 205 verbunden. Der Verbindungskanal 205 ist jedoch durch einen Spalt an der Basis jedes Trennelements 220 und dem Boden 320 definiert, durch den Fluid hindurchtreten kann. Eine Trennplatte 290 trennt die Kammer 210 von dem Trennelement und dient dazu, einen Einlass in die Verbindungskammer 205 zu definieren. Fluid wird über die Trennplatte 290 und durch den Spalt an der Basis der Trennwand geleitet, bevor es über den Rücken und dann die Oberseite des abgeschrägten Wehrs 230 der benachbarten Kammer in die benachbarte Kammer gelangt.Further, each chamber 210 is connected to the adjacent chamber via a connection channel 205. However, the communication channel 205 is defined by a gap at the base of each separator 220 and the bottom 320 through which fluid can pass. A partition plate 290 separates the chamber 210 from the separator and serves to define an inlet into the connection chamber 205. Fluid is passed over the divider plate 290 and through the gap at the base of the divider wall before passing into the adjacent chamber via the spine and then the top of the tapered weir 230 of the adjacent chamber.

[0073] In einer Variante dieser Ausführungsform, die am besten in Fig. 6-10 gezeigt ist, weist jede Kammer 210 eine einzelne Abschöpfölwanne 240 auf, die von der Kammer durch ein in die Abschöpfölwanne 240 eingebautes Abschöpfölwehr 250 getrennt ist. Ein Verunreinigungsauslassrohr 300 in Fluidverbindung mit jeder der Abschöpfölwannen 240 ermöglicht ein Entziehen der gesammelten Verunreinigungen in jeder Abschöpfölwanne 240. Es versteht sich, dass jedes geeignete Mittel verwendet werden kann, um Verunreinigungen aus den Abschöpfölwannen 240 zu entfernen.In a variant of this embodiment, which is best shown in Figs. 6-10, each chamber 210 has a single skimming oil pan 240 which is separated from the chamber by a skimming oil tower 250 built into the skimming oil pan 240. A contaminant outlet tube 300 in fluid communication with each of the skimming oil pans 240 allows the collected contaminants to be extracted in each skimming oil pan 240. It is understood that any suitable means may be used to remove contaminants from the skimming oil pans 240.

[0074] In einerweiteren Variante der in Fig. 11 (Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer rechten Seite der "VS"-Konfiguration, bei der die Außenwand entfernt worden ist, um die Betrachtung der inneren Kammern 210 zu ermöglichen) gezeigten "VS"-Konfiguration, verwendet eine solche Ausführungsform eine gemeinsame Sammelwanne 252 zum Sammeln von Verunreinigungen oder einer getrennten Phase aus jeder Kammer 210 und eine derartige Sammelwanne 252 steht in Fluidverbindung mit jeder Abschöpfölwanne 242 für jede Kammer210.In a further variant of that shown in FIG. 11 (FIG. 11 is a schematic illustration of a right side of the "VS" configuration in which the outer wall has been removed to allow viewing of the inner chambers 210) "Configuration, such an embodiment utilizes a common sump 252 to collect contaminants or a separate phase from each chamber 210, and such sump 252 is in fluid communication with each sump oil sump 242 for each chamber 210.

[0075] Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal des Tanks 10 besteht darin, dass der Verbindungskanal 205 Fluid an einem Einlassbereich sammelt, der im Allgemeinen nicht nach der Drehströmungsrichtung des Fluids ausgerichtet ist, da Fluid an dem Boden der Kammer gegenüber dem abgeschrägten Wehr 230 eintritt. Um zu verhindern, dass Fluid aus dem oberen Bereich eintritt und direkt hinter der Trennplatte 290 in dem Drehströmungsmuster geleitet wird, wird eine Ablenkplatte 330 verwendet, um die Öffnung an der Oberseite der Trennplatte 290 teilweise zu blockieren. Dies erhöht die Verweilzeit des Fluids in jeder Kammer 210 und erhöht die Wirksamkeit des in die Kammer eingeleiteten Gases beim Haften an den Verunreinigungen und beim Befördern der Verunreinigungen an die Oberfläche zur Entfernung über das Abschöpfölwehr 250. Ähnlich wie bei dem in Fig. 1A bis Fig. 5B gezeigten Tank 10 ist ein Gaseinlass 280 in dem Verbindungskanal 205 angeordnet, um ein Gas wie etwa Luft oder Stickstoff in den Verbindungskanal 205 zum Mischen mit dem Fluid, wenn dieses durch den Verbindungskanal 205 hindurchtritt, zu injizieren. Wie oben beschrieben wird eine bessere Steuerung der Strömung des Gases durch Einleiten des Gases in den Verbindungskanal 205 erreicht, da das Volumen des Fluids in dem Verbindungskanal 205 im Vergleich zu der Kammer 210 verringert ist. Durch Einleiten des Gases in den Verbindungskanal 205 neigt das Gas eher dazu, einem ähnlichen Strömungsmuster zu folgen wie das Fluid, sobald es in die benachbarte Kammer eingeleitet wird, und daher wird die Wirksamkeit des Gases beim Anhaften an den Verunreinigungen in dem Fluid erhöht.A further distinguishing feature of the tank 10 is that the connection channel 205 collects fluid at an inlet region that is generally not aligned with the rotational flow direction of the fluid, as fluid enters the bottom of the chamber opposite the tapered weir 230. In order to prevent fluid from entering the upper area and passing directly behind the partition plate 290 in the rotary flow pattern, a baffle 330 is used to partially block the opening at the top of the partition plate 290. This increases the residence time of the fluid in each chamber 210 and increases the effectiveness of the gas introduced into the chamber in adhering to the contaminants and in transporting the contaminants to the surface for removal via the skimming oil weir 250. Similar to the embodiment shown in Figs 5B, a gas inlet 280 is disposed in the communication passage 205 to inject a gas such as air or nitrogen into the communication passage 205 for mixing with the fluid as it passes through the communication passage 205. As described above, since the volume of the fluid in the communication passage 205 is reduced as compared with the chamber 210, better control of the flow of the gas is achieved by introducing the gas into the communication passage 205. By introducing the gas into the connection channel 205, the gas tends to follow a flow pattern similar to that of the fluid as it is introduced into the adjacent chamber, and therefore the efficiency of the gas in adhering to the contaminants in the fluid is increased.

[0076] Während des Betriebs wird Fluid in die erste Kammer an dem Fluideinlass 270 in einen oberen Bereich der Kammer 100 eingespeist und wird aus einem unteren Bereich der letzten Kammer 100 des Tanks 10 an einem Auslass 260 ausgegeben.During operation, fluid is fed into the first chamber at the fluid inlet 270 in an upper portion of the chamber 100 and is discharged from a lower portion of the last chamber 100 of the tank 10 at an outlet 260.

[0077] Wie in Fig. 6-10 gezeigt hat jeder Verbindungskanal 205 einen Gaseinlass 280 zum Injizieren von Gas in jeden der Verbindungskanäle 205. Gas kann in dem Eingang 270 oder benachbart dazu in die erste Kammer injiziert werden.As shown in Figs. 6-10, each connection channel 205 has a gas inlet 280 for injecting gas into each of the connection channels 205. Gas may be injected into the inlet 270 or adjacent to the first chamber.

[0078] Wenn Fluid von einer Kammer in die benachbarte Kammer gelangt, steigen die Verunreinigungen an die Oberfläche und werden über das Abschöpfölwehr 250 entfernt. Fluid in Richtung der Unterseite jeder Kammer 210 weist eine geringere Konzentration an Verunreinigungen als Fluid in Richtung der Oberseite jeder Kammer 210. Da der Verbindungskanal 205 Fluid aus dem unteren Bereich der Kammer 210 entzieht, hat das Fluid, das aus der Kammer in die benachbarte Kammer fließt, eine geringere Konzentration an Verunreinigungen als die Kammer, aus der es kam. Auf diese Weise wird das Fluid allmählich dekontaminiert, während es durch die Verbindungskanäle 205 von einer Kammer in die benachbarte Kammer übergeht, wobei Gas injiziert wird und an Verunreinigungen in dem Fluid haftet. Das Fluid durchläuft die Kammern 210 auf der Vorderseite des Tanks und gelangt dann in die hintere Kammer, die als dritte Kammer in der Folge von Kammern gezeigt ist, wobei das Fluid dann zu der Vorderseite des Tanks zurückkehrt und die verbleibenden Kammern durchläuft.As fluid passes from one chamber to the adjacent chamber, the contaminants rise to the surface and are removed via the skimming oil weir 250. Fluid toward the bottom of each chamber 210 has a lower concentration of contaminants than fluid toward the top of each chamber 210. Because the communication passage 205 withdraws fluid from the lower portion of the chamber 210, the fluid from the chamber into the adjacent chamber flows, a lower concentration of impurities than the chamber from which it came. In this way, the fluid is gradually decontaminated as it passes from one chamber to the adjacent chamber through the communication channels 205, injecting gas and adhering to contaminants in the fluid. The fluid passes through the chambers 210 on the front of the tank and then enters the rear chamber, which is shown as a third chamber in the series of chambers, the fluid then returning to the front of the tank and passing through the remaining chambers.

[0079] Die hintere Kammer ist in Fig. 8-11 deutlicher gezeigt, wo man sehen kann, dass, weil das Fluid die Richtung zurück in Richtung der Vorderseite des Tanks 200 wechselt, der Verbindungskanal 205 keine Trennplatte 290 umfasst, sondern das Fluid stattdessen unter einem falschen Boden 295 und unter dem Trennelement, das die hintere Kammer von der benachbarten Kammer trennt, fließt, wo dann Gas in den Verbindungskanal 205 injiziert wird. Ferner umfasst die hintere Kammer kein Ablenkelement 330, da dies im Hinblick auf die Ausrichtung und Einlassform und -position des Verbindungskanals 205 nicht erforderlich ist. Das Fluidströmungsmuster durch den Tank 200 einschließlich der hinteren Kammer ist in Fig. 11 & 12 gezeigt.The rear chamber is shown more clearly in Figures 8-11, where it can be seen that because the fluid changes direction back toward the front of the tank 200, the connection channel 205 does not include a partition plate 290, but rather the fluid under a false bottom 295 and below the partition separating the rear chamber from the adjacent chamber, where gas is then injected into the connection channel 205. Further, the rear chamber does not include a deflector 330 because this is not required in view of the orientation and inlet shape and position of the communication passage 205. The fluid flow pattern through the tank 200 including the rear chamber is shown in Figs. 11 & 12 shown.

[0080] Es versteht sich, dass, obwohl der Tank 200 mit fünf Kammern 210 (am besten in Fig. 6-8 ersichtlich) gezeigt ist, der Tank 200 wie gewünscht oder erforderlich weniger oder mehr Kammern 210 aufweisen kann.It should be understood that although the tank 200 is shown with five chambers 210 (best seen in FIGS. 6-8), the tank 200 may have fewer or more chambers 210 as desired or required.

[0081] In einer zu der in Fig. 6-10 gezeigten alternativen Ausführungsform und wie in Fig. 11 gezeigt (Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer rechten Seite der Ausführungsform eines Sekundärphasentrennungstanks, der in Fig. 6 gezeigt ist, wobei die Außenwand entfernt worden ist, um eine Betrachtung der inneren Kammern zu ermöglichen), kann eine gemeinsame Abschöpfölwanne 252 verwendet werden und in der Mitte des Tanks 10 positioniert sein, um Verunreinigungen aus Abschöpfölwannen 242 für zugehörige benachbarte Kammern 100 zu sammeln. Die Kammer 100 an dem hinteren Ende des Tanks 200, die in der gezeigten Ausführungsform als dritte Kammer dargestellt ist, benötigt dennoch im Allgemeinen eine eigene Abschöpfölwanne 242.In an alternative embodiment to that shown in Figs. 6-10 and as shown in Fig. 11 (Fig. 11 is a schematic illustration of a right side of the embodiment of a secondary phase separation tank shown in Fig. 6, wherein the outer wall a common skimming oil sump 252 may be used and positioned in the center of the tank 10 to collect contaminants from skimming oil pans 242 for associated adjacent chambers 100. The chamber 100 at the rear end of the tank 200, which is illustrated as a third chamber in the illustrated embodiment, still generally requires its own skimming oil pan 242.

[0082] Wie bei dem oben unter Bezugnahme auf Beispiel Idargelegten Tank 10 kann der Tank 200 auch in einem transportfähigen Versandcontainer 350 angeordnet sein, wie es in Fig. 14 & 15 gezeigt ist, um den Transport des Tanks 200 zu erleichtern. Wie in Fig. 14 & 15 gezeigt können die zugehörigen Pumpen, Rohrleitungen und Zusatzkomponenten des Tanks, die zum Einspeisen und Ausgeben von Fluid wie beispielsweise Gas notwendig sind, auch in dem transportfähigen Versandcontainer enthalten sein.As with the tank 10 as described above with reference to Example 10, the tank 200 may also be disposed in a transportable shipping container 350, as shown in Figs. 14 & 15 to facilitate the transport of the tank 200. As shown in Figs. As shown in Figure 15, the associated pumps, piping and auxiliary components of the tank, which are necessary for feeding and discharging fluid such as gas, may also be included in the transportable shipping container.

[0083] Es versteht sich, dass, obwohl der Begriff "dekontaminiert" hier verwendet wird, die Verwendung dieses Begriffs eine Verringerung der Konzentration oder der Menge an Verunreinigungen in dem Fluid von dem Punkt, an dem Fluid eingespeist wird, zu dem, an dem Fluid aus dem Tank ausgegeben wird, reflektieren soll und nicht andeuten soll, dass alle Verunreinigungen entfernt werden. Spurenmengen oder sogar geringe Menge an Verunreinigungen können in dem Fluid verbleiben. Die Verunreinigungsreduktion kann von der Verweilzeit, der Anzahl der Kammern in dem Tank, der Durchflussrate usw. abhängen.It is understood that, although the term "decontaminated" is used herein, the use of this term means a reduction in the concentration or amount of impurities in the fluid from the point at which fluid is fed to the Fluid is discharged from the tank, should reflect and not imply that all contaminants are removed. Trace amounts or even small amounts of impurities may remain in the fluid. The impurity reduction may depend on the residence time, the number of chambers in the tank, the flow rate, etc.

[0084] Obwohl die abgeschrägten Wehre 90, 230 der Tanks 10 im Allgemeinen in jeder Kammer 100, 210 der Tanks 10 an einer ähnlichen Stelle angeordnet sind, können die abgeschrägten Wehre 90, 230 davon in verschiedenen Tiefen und/oder Ausrichtungen innerhalb jeder Kammerangeordent sein.Although the chamfered weirs 90, 230 of the tanks 10 are generally located in a similar location in each chamber 100, 210 of the tanks 10, the chamfered weirs 90, 230 thereof may be located at different depths and / or orientations within each chamber ,

[0085] Fig. 16 und die in Fig. 17 gezeigte Querschnittsansicht entlang der Ebene 'R'-'R' von Fig. 16 zeigen eine Ausführungsform des Tanks 10 der vorliegenden Erfindung mit: [0086] - mehreren ersten miteinander verbundenen Kammern 210a, 210'a und 210"a; [0087] - mehreren zweiten miteinander verbundenen Kammern 210b, 210'b und 210"b; [0088] - mehreren dritten miteinander verbundenen Kammern 210c, 210'c und 210"c; [0089] - mehreren vierten miteinander verbundenen Kammern 210d, 210'd und 210"d; [0090] - mehreren fünften miteinander verbundenen Kammern 210e, 210'e und 210"e und [0091] - mehreren sechsten miteinander verbundenen Kammern 210f, 210'f und 210"f, [0092] wobei jedes der drei Elemente der jeweiligen mehreren miteinander verbundenen Kammern in einer End-zu-End-Anordnung zueinander angeordnet sind. Jeder dreielementige Satz von miteinander verbundenen Kammern ist ferner in einer Seite-an-Seite-Beziehung zu einem benachbarten Satz von miteinander verbundenen Kammern angeordnet.Fig. 16 and the cross-sectional view taken along the plane 'R' - 'R' of Fig. 16, shown in Fig. 17, show an embodiment of the tank 10 of the present invention comprising: - a plurality of first interconnected chambers 210a; 210'a and 210 "a; - a plurality of second interconnected chambers 210b, 210'b and 210" b; - a plurality of third interconnected chambers 210c, 210'c and 210 "c; - a plurality of fourth interconnected chambers 210d, 210'd and 210" d; [0090] - a plurality of fifth interconnected chambers 210e, 210'e and 210 "e and [0091] - a plurality of sixth interconnected chambers 210f, 210'f and 210" f, wherein each of the three elements of the respective plural together connected chambers are arranged in an end-to-end arrangement to each other. Each three-element set of interconnected chambers is further arranged in side-by-side relationship with an adjacent set of interconnected chambers.

[0093] Auf diese Weise können mehrere aufeinanderfolgende Kammern 210, 210' und 210" (in diesem Fall drei) nacheinander mehrere Einlassströme a, b, c, d, e & f behandeln, die in diesen Tank 10 über jeweilige Einlassanschlüsse 270 an einem Einlassverteiler "IM" eintreten.In this way, a plurality of consecutive chambers 210, 210 'and 210 "(three in this case) may successively treat a plurality of inlet streams a, b, c, d, e & f, which enter this tank 10 via respective inlet ports 270 an intake manifold "IM" enter.

[0094] Der gereinigte Fluss, von dem mindestens eine Phase getrennt worden ist, verlässt den Tank 10 über jeweilige Austrittsanschlüsse 260a-f, die in den gemeinsamen Austrittsverteiler "'EM" führen. Eine gemeinsame Wanne 277 kann entlang einer Seite des Tanks 10 vorgesehen sein, um eine getrennte Sekundärphase zu sammeln, die aus jeder der Abschöpfwannen 240a-f, 240'a-f und 240"a-f gemeinsam gesammelt wird.The purified flow, from which at least one phase has been separated, leaves the tank 10 via respective exit ports 260a-f which lead into the common exit manifold "EM". A common tray 277 may be provided along one side of the tank 10 to collect a separate secondary phase collected collectively from each of the skimming pans 240a-f, 240'a-f and 240 "a-f.

[0095] Fig. 17 zeigt einen Querschnitt entlang der Ebene 'R '-' R' von Fig. 16 und insbesondere einen Längsschnitt durch die mehreren zweiten miteinander verbundenen Kammern 210b, 201'b und 210"b. An der jeweiligen Stelle der Verbindungskanäle 205, 205' sowie an dem Austrittsanschluss 260b sind Schirme 290b, 290'b und 290"b sowie 330b, 330'b und 330"b vorgesehen, um dafür zu sorgen, dass eine Fluidströmung zu jedem jeweiligen Verbindungskanal 205, 205' und dem Austrittsanschluss 260b nicht in einer Richtung der Drehströmung, die in den jeweiligen Kammern 210b, 210'b und 210"b induziert wird, verläuft, um den "Kurzschluss" der Strömung zu reduzieren, wie es weiter oben erörtert worden ist.Fig. 17 shows a cross section along the plane 'R' - 'R' of Fig. 16 and in particular a longitudinal section through the plurality of second interconnected chambers 210b, 201'b and 210 '' b 'at the respective location of the connecting channels 205, 205 'and at the outlet port 260b are screens 290b, 290'b and 290 "b and 330b, 330'b and 330" b provided to ensure that a fluid flow to each respective connecting channel 205, 205' and the Outlet port 260b does not extend in a direction of rotational flow induced in respective chambers 210b, 210'b and 210 "b to reduce the" short circuit "of flow, as discussed above.

[0096] Fig. 18 zeigt einen modifizierten Trennungstank 1000 der vorliegenden Erfindung, der die in Fig. 18 gezeigte einzelne Kammer 210 oder eine Reihe solcher Kammern 210 in Fluidverbindung (aufeinanderfolgend miteinander verbunden) zur sukzessiven Behandlung eines Fluids umfassen kann. In dem unteren Bereich der Kammer 210 ist ein Filtermittel in Form eines nicht fixierten Mediums wie eines pelletisierten Granulats oder schwarzer Walnussschalen 370 vorgesehen. Das abgeschrägte Wehr 230 verleiht dem zu behandelnden Fluid eine Drehrichtung in Richtung des dargestellten Pfeils. Behandeltes Wasser, bei dem eine Sekundärphase von dem Wehr 240 abgeschöpft worden ist, wird durch die Filtermittel 370 entnommen und dann aus dem Austrittanschluss 260 entfernt, und wird möglicherweise an einen anderen ähnlichen abgewandelten Tank 1000 zur nachfolgenden weiteren Behandlung dieses Fluids geliefert.Fig. 18 shows a modified separation tank 1000 of the present invention which may include the single chamber 210 shown in Fig. 18 or a series of such chambers 210 in fluid communication (sequentially interconnected) for successive treatment of a fluid. In the lower portion of the chamber 210, a filter medium in the form of an unfixed medium such as pelletized granules or black walnut shells 370 is provided. The chamfered weir 230 gives the fluid to be treated a direction of rotation in the direction of the arrow shown. Treated water having a secondary phase skimmed off the weir 240 is removed by the filter means 370 and then removed from the discharge port 260 and may be delivered to another similar modified tank 1000 for subsequent further treatment of that fluid.

[0097] Schließlich zeigt Fig. 19 zeigt einen ähnlichen Trennungstank 1000 mit Filtermitteln in dem unteren Bereich der Kammer 201. Die Filtermittel 370 liegen in Form eines nicht fixiertenFinally, Fig. 19 shows a similar separation tank 1000 with filter means in the lower region of the chamber 201. The filter means 370 are in the form of an unfixed one

Mediums wie etwa eines pelletierten Granulats oder schwarzer Walnussschalen 370 vor. In der gezeigten Ausführungsform empfangen mehrere radiale Düsen 372 ein Spülfluid über die Druckleitung 374, die während eines Rückspülzyklus für einen solchen Trennungstank nützlich ist, um Verunreinigungen, die die Filtermittel 370 verstopft haben könnten, neu zu verwirbeln, um diese einem weiteren Abschöpfen zu unterziehen, um solche Verunreinigungen während eines Rückspülzyklus des Tanks 1000 zu entfernen. Nach Beendigung des Rückspülzyklus und der Zufuhr eines Spülfluids zu den radialen Düsen 372 kann der frühere Prozess des Induzie-rens einer Drehströmung beim Einleiten von Fluid in die Kammer 210 über das abgeschrägte Wehr 230 wieder aufgenommen werden, um den Behandlungsprozess fortzusetzen.Medium such as pelleted granules or black walnut shells before 370 ago. In the illustrated embodiment, a plurality of radial nozzles 372 receive a flushing fluid via the pressure line 374 useful during a backwash cycle for such a separation tank to re-tumble contaminants that may have clogged the filter media 370 to further scavenge them. to remove such contaminants during a backwash cycle of the tank 1000. Upon completion of the backflush cycle and delivery of a purge fluid to the radial nozzles 372, the prior process of inducing a rotational flow as fluid is introduced into the chamber 210 may be resumed via the sloped weir 230 to continue the treatment process.

[0098] Obwohl in den Figuren nicht gezeigt, können selbstverständlich zusätzliche Rohrleitungen, Pumpen und Betriebszubehörteile, die üblicherweise verwendet werden und bekannt wären, benötigt werden, um die hier offenbarten Tanks zu betreiben. Diese zusätzlichen Komponenten sind berücksichtigt und ihre Verwendung und Einbeziehung liegen im Rahmen der Erfindung. Weitere Abwandlungen und Änderungen, die für Fachleute offensichtlich sind, können an den hier offenbarten Tanks vorgenommen werden, und solche Abwandlungen und Änderungen fallen unter den Schutzbereich und den Gedanken der offenbarten Erfindung.Although not shown in the figures, it should be understood that additional piping, pumps, and operating accessories commonly used and known may be needed to operate the tanks disclosed herein. These additional components are taken into account and their use and inclusion are within the scope of the invention. Other modifications and changes apparent to those skilled in the art can be made to the tanks disclosed herein, and such modifications and changes are within the scope and spirit of the disclosed invention.

Claims

claims

A separation tank (10) for removing an impurity from a fluid or separating a phase from a multiphase fluid fed into the tank, characterized in that the tank (10) comprises: a bottom (50) which defines a bottom portion of the tank Defines tanks, and depending walls (40) defining the sides of the tank (10); a plurality of interconnected chambers (100) within the tank for successively treating the fluid; an inlet (20) in fluid communication with a first chamber of the plurality of chambers (100) for feeding a fluid comprising one or more phases into the first chamber; and an outlet (30) in fluid communication with a last chamber of the plurality of adjacent chambers (100) for dispensing fluid having a reduced contaminant or substantially only a single phase, the outlet (30) proximate a lower portion of the last chamber of the plurality of adjacent chambers (100) is arranged; a chamfered weir (90) within an upper portion of each of the chambers to induce rotational flow of the fluid within each of the chambers; a skimming oil sump (60) associated with a plurality of interconnected chambers and separated from an interior of the plurality of compartments by a skimming weir (70), the skimming weir (70) located in an upper portion of each of the compartments substantially opposite the location of the skimmer slanted weir (90) in the plurality of chambers, the rotational flow of the fluid being along an upper surface of the chamber, causing movement of the fluid from the chamfered weir (90) toward the skimming oil pan (60); and a communication passage (80) that allows fluid flow from substantially a lower portion of at least one chamber to an upper portion of an adjacent chamber and toward the tapered weir (90) in the adjacent chamber, the communication passage (80) within the at least one a chamber is arranged to include a fluid flow from the at least one chamber to the communication channel (80) in a direction of the rotational flow of the fluid that is different from the rotational flow of the fluid in the at least one chamber.

2. phase separation tank (10) according to claim 1, characterized in that the connecting channel (80) is adapted to output fluid from the at least one chamber in an upper region of an adjacent chamber.

The phase separation tank (10) of claim 1 or 2, characterized in that the phase separation tank (10) further comprises a gas inlet (120) in fluid communication with the connection channel (80) of the at least one chamber for introducing a gas into the fluid , which is transferred from one chamber via the connecting channel (80) to the adjacent chamber to initiate.

4. phase separation tank (10) according to claim 3, characterized in that the connecting channel (80) is narrower in cross-section than the chambers to provide a higher gas-to-fluid ratio in the connecting chamber than when the gas directly into a the series of adjacent chambers (100) would be initiated.

A phase separation tank (10) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that an inlet end of the connection channel (80) is substantially below the chamfered weir (90) of the one chamber near a lower portion of each row of adjacent chambers (100). is arranged.

The phase separation tank (10) of claim 5, characterized in that the phase separation tank further comprises a screen for partially blocking the inlet end of the connection channel (80).

A phase separation tank (10) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that an inlet end of the connection channel (80) is disposed in the at least one chamber on a wall thereof, the wall near an opposite side thereof defining the tapered weir (90 ) included in a subsequent adjacent chamber and further comprising a screen near the fluid inlet to ensure that the fluid flow to the connection channel (80) is in a direction of rotational flow that is different from the rotational flow of the fluid is induced in the at least one chamber.

8. phase separation tank (10) according to one of claims 1 to 7, characterized in that each chamber comprises a skimming oil pan, which is in communication with the chamber.

A phase separation tank according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the skimming oil pan (60) is a common skimming oil pan (60) communicating with a plurality or all of the chambers.

10. phase separation tank (10) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the tank (10) is contained in a shipping container.

11. phase separation tank (10) according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the plurality of interconnected chambers (100) side by side in side-by-side arrangement are arranged to each other and wherein an inlet end of the connecting channel (80) in Substantially below the chamfered weir (90) having a chamber near a lower portion of each of the series of adjacent chambers (100).

12. phase separation tank (10) according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the plurality of interconnected chambers (100) are arranged in an end-to-end arrangement to each other, wherein the phase separation tank (10) further comprises a screen (12) disposed in the plurality of chambers below the skimming weir (70) to partially block the inlet end of the connection channel, the connection channel being located at a location below the screen and a fluid flow from substantially a lower portion of at least one chamber at the location to an upper portion of an adjacent chamber and towards the bevelled weir (90) in the adjacent chamber.

13. phase separation tank (10) according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the plurality of interconnected chambers (100) are arranged in end-to-end arrangement to each other; and the plurality of interconnected chambers (100) are further arranged side by side in side-by-side relationship with each other.

14, phase separation tank (10) according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the phase separation tank (10) further comprises a filter medium in a lower region of at least one of the chambers.

The phase separation tank (10) according to any one of claims 1, 2 or 3, characterized in that the phase separation tank (10) further comprises a filter medium therein, wherein the filter medium is an unfixed granular medium. For this 20 sheets of drawings